有娃问我最近怎么不多说话了,实在是没啥说的……你看美国和伊朗这无聊拉扯,有啥可说的?
还有人让说说“韬定律”……这个是新理论,不懂,容我以后深入学习领会。不懂的事情,不能随便去说,这是原则。
好在,对摩尔定律,我还是略略懂一点点,说不来新理论,咱们就念念旧经吧,也算解解闷儿。
摩尔定律。它的大致意思是每隔18个月,芯片(集成电路)上所集成的电路的数目,就翻一番。
简单说就是每隔18-24个月,单位面积上的集成电路密度就会翻倍,理论上,也就是性能会提升一倍。
你再换句话说,就是面积缩小一半,性能保持不变。
正反两个方向理解都可以。总的趋势就是电子产品体积越来越小功能却越来越强。
比如手机,今天的智能手机这么一点大,它的功能却比20年前的电脑强大的多的多。
这个定律怎么来的?它不是哪个牛逼的企业或个人研究出来的,更不是谁发明出来的,它是对已经存在的实践生产现实情况,观察总结出来的。
对,它首先是对生产实践的观察总结。
20世纪60年代初,随着集成电路技术的发展和商业化生产,1965年,时任仙童半导体公司研究开发实验室负责人的摩尔,应《电子学》杂志创刊35周年的约稿,对这个新兴的电子工业生产写了篇观察评论。
集成电路最早发明于1958年,1961年起仙童公司开始规模化生产。在写这篇观察评论时,摩尔梳理了一下公司这几年的生产情况,意外地发现了一个特点:
每款新芯片,大体上都会比它的“前任”,含有(集成进来)的线路数量翻倍。基于当时的产品更新速度,他提出并预测,按目前这实际生产情况看,芯片生产每年都会以这种集成度翻倍的情况来持续提升着性能。
这就是摩尔定律的最早原型。
又过了十年,到了1975年,随着芯片产业积累了更多的实践生产经验,摩尔根据当时的实际情况,把原本预测的“每年翻一番”修正为了“每两年翻一番”。后来行业内又结合了性能提升等因素,最终形成了广为人知的高度共识版本:
每隔18-24个月,也就是一年半到两年,芯片集成度会翻一番。
这个定律所体现的实际生产状况,一直持续至今,成为了驱动整个信息技术产业飞速发展的黄金法则。
芯片产业发展到今天,谈到摩尔定律,我们还必须注意一个更深层次的问题。
在摩尔最早提出这个定律原型时,芯片生产主要还是一家企业就能搞定的事情。但随着芯片产业的高速发展,它逐渐演变成了一个规模巨大、配套极其广泛的全球性产业链。摩尔定律之所以能在实际生产中稳定体现,不再仅仅是技术突破的结果,更是整个产业越来越以它为基准,进行相互“对表”的结果。
在如此庞大与复杂的全球化产业配合中,芯片的生产被拆解成了极其精密的专业分工:
设计环节:集中在美国、中国等智力密集区,依赖顶尖的架构师和EDA软件;
制造环节:以台积电、三星等代工厂为核心,一条先进产线的投资高达数百亿美元;
设备与材料:光刻机来自荷兰的ASML,高端光刻胶和硅片则由日本企业主导。
这些环节环环相扣,任何一个环节的滞后,都会导致最终产品无法按时产出。因此,摩尔定律逐渐演变成了一种自我强化的预期机制。全球的芯片设计公司、设备商、材料商都相信并围绕“摩尔定律的时间表”来制定自己的研发计划。大家必须步调一致,才能保证每隔18到24个月,新一代的芯片能够顺利诞生。
所以,今天我们对摩尔定律的理解与认识,已经不再是一个简单的“芯片性能提升”问题,而是一个复杂的全球化产业集群研发、生产合作与配套问题。它早已超越了技术的范畴,成为驱动全球经济协同运转的精密齿轮。
它不是某个企业的问题,而是全人类工业文明高度分工与协作的结晶。
最后,咱们来谈谈“定律”这个概念本身。
这本来是各位在初中上数学与物理课时,就应该明白和理解的概念,但我相信,大部分人都没真正理解这个概念。
我们在中学时,都知道有两个词:定理、定律。
一般说,定理,出现在数学课上,它指的是在公理体系下,通过纯逻辑推导出的规律性的东西,比如勾股定理。
定律,则出现在物理课上,比如大名鼎鼎的牛顿三定律、万有引力定律、欧姆定律、能量守恒定律……
定律,不是人类的发明,而是人类对于自然界客观存在与发生的规律性现象的总结。
也即,人类不能发明定律。人类只能从业已存在的自然实际与生产生活实践中,观察与总结出具有规律性与普遍性的东西,将之称之为定律。
而摩尔定律,恰恰就是这种“观察与总结”的极致体现。
虽然它被冠以“定律”之名,但摩尔本人曾多次强调,从严格意义上来讲,它并不是像牛顿定律那样的物理定律或自然法,而是一种基于半导体产业发展数据的“观察和推测”。
只不过,因为这种观察总结得太精准、太具有普遍性,并且成功预言并指导了全球半导体产业半个多世纪的发展,所以业界和行业外的人们才习惯性地尊称它为“摩尔定律”。
所以,摩尔定律的本质,就是人类在工业生产的实践中,敏锐地捕捉到并总结出的那条客观存在的指数级进化规律。
摩尔61年前在《电子学》杂志上发表的那篇文章,是篇观察评论“小文章”。今天,咱们谈这个问题,也就以“小对小”,以这个小短文,来对他做个致敬吧。
